JP6245357B2 - 光学的操作入力検出装置、自動販売機、及び光学的操作入力検出方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施の形態である光学的操作入力検出装置1の構成を示す模式図である。また、図2は、図1に示した光学的操作入力検出装置1の検出部20の平面図である。図1に示すように、検出部20は、表示領域面10aを有する表示パネル10の面上に設けられ、光学的タッチパネルとして機能する。
図1に示すように、左検出部13及び右検出部14は、第1検出層E1及び第2検出層E2の全面に対して赤外線を照射している。照射された赤外線は、再帰反射板11,12で反射し、反射光として左検出部13及び右検出部14に戻る。しかし、第1検出層E1あるいは第2検出層E2に操作体2が存在する場合、照射された赤外線は、この操作体2によって遮られて再帰反射板11,12まで到達せず、操作体2が存在する部分では再帰反射板11,12からの反射光が存在しない。例えば、図1に示すように、第1検出層E1の位置P1に操作体2が存在する場合、再帰反射板11の右辺領域11cに影P12が発生し、再帰反射板11の下辺領域11bに影P11が発生する。すなわち、図4に示すように、左検出部13は、再帰反射板11の右辺領域11cに影P12を有する画像I13を取得する。また、図5に示すように、右検出部14は、再帰反射板11の下辺領域11bに影P11を有する画像I14を取得する。
図6は、コントローラCによる光学的入力操作検出処理手順を示すフローチャートである。ここでは、表示パネル10として液晶パネルである場合について説明する。なお、この液晶パネルは、飲料等を販売する自動販売機の外扉に配置されるものであり、この液晶パネルの前面に液晶パネルの表示領域を囲むように、上述した検出部20が配置されている。
上述した再帰反射板11,12は、ガラスビーズ15を用いていたが、複数のコーナーキューブプリズムを密に平面配置したコーナーキューブプリズム群によっても実現することができる。この平面配置は、各コーナーキューブプリズムの三角形の入出射面を密に配置することが好ましい。コーナーキューブプリズムは、90度の直角を3つ合成した三角錐のプリズムであり、反射光は、必ず入射した光軸の方向に戻る機能を有する。
ところで、検出画像は、左検出部13及び右検出部14の左赤外線照射部及び右赤外線照射部が照射した赤外光のみを検出したものであることが好ましい。左赤外線照射部及び右赤外線照射部が照射した赤外光以外の光を左赤外線検出部及び右赤外線検出部が検出すると、左赤外線照射部及び右赤外線照射部が照射した赤外光以外の光がノイズとなって操作体2の誤検出が生じる場合があるからである。特に、外来光が再帰反射板に反射(鏡面反射または再帰反射)してセンサに入射する場合に、誤検知を招く様な悪影響を及ぼす可能性がある。
上述した検出画像出力制御処理では、差分処理画像に、赤外光消灯時画像を重ね合わせた重ね合わせ画像を生成することによって、強い外光入射による影領域を無効化するようにしていた。この変形例1では、差分処理画像を生成する度に、強い外光入射による影領域を無効化するために行う、影領域があるか否かの判断処理と赤外光消灯時画像に明領域があるか否かの判断処理とを行わずに、所定時間経過するまで、一度取得した赤外光消灯時画像と差分処理画像との重ね合わせ処理を行うようにしている。
上述した検出画像出力制御処理及び変形例1では、強い外光入射による赤外光消灯時画像の明領域に対応する差分処理画像内の影領域を無効化するために、差分処理画像に、赤外光消灯時画像を重ね合わせた重ね合わせ画像を生成するようにしていた。この変形例2では、赤外光消灯時画像の明領域に対応する差分処理画像内の影領域を無効化する無効化情報を付加した画像を検出画像として出力するようにしている。
上述した検出画像出力制御処理及び変形例1,2では、差分処理画像を生成するために、左検出部13及び右検出部14の左赤外線照射部及び右赤外線照射部の赤外光点灯と赤外光消灯とを繰り返す点滅を行い、赤外光点灯時画像から赤外光消灯時画像を差し引くようにしていた。この変形例3では、左赤外線検出部及び右赤外線検出部が赤外線を検出するイメージセンサー内の各赤外線検出セルに隣接した可視光検出セルを配置し、赤外線検出セルが検出した受光量から、可視光検出セルが同時に検出した受光量に重み付けした受光量を差し引いて、赤外線のみを受光した差分処理画像を生成するようにしている。これは、赤外線検出セルの感度が可視光領域まで及ぶため、赤外線検出セルが受光した受光量から、可視光検出セルが検出した受光量に対応する受光量を差し引いて、左赤外線照射部及び右赤外線照射部から照射された赤外光のみの受光量を精度よく検出するためである。
つぎに、上述した光学的操作入力検出装置1を自動販売機に適用した場合について説明する。ここでは、缶入り飲料、ビン入り飲料、ペットボトル入り飲料などの商品を販売する自動販売機を例に説明するが、これに限定されるものではなく、たとえば、カップに飲料を注出するカップ式飲料自動販売機や物品を販売する自動販売機にも適用可能である。
図21に示した自動販売機100では、検出部20の検出領域が、液晶パネルなどの大型の表示パネル10のみをカバーするようにしていたが、図24に示すように、検出部20は、表示パネル10に加えて、立体的な商品であるダミーを展示するダミー商品展示部110の前面、及び平面的に商品が描かれた平面商品表示部111の前面を検出領域に含めるようにしてもよい。また、検出部20の検出領域は、表示パネル10の前面、ダミー商品展示部110の前面、平面商品表示部111の前面のいずれか1以上の組み合わせとしてもよい。なお、ダミー商品展示部110の前面、平面商品表示部111の前面を検出領域とする場合、商品購入のガイダンス表示を表示パネル10上に表示してもよいし、音声ガイダンスを行ってもよい。
2 操作体
10 表示パネル
10a 表示領域面
11c,12c 右辺領域
11b,12b,31b,32b 下辺領域
11a,12a,31a,32a 左辺領域
11,12,30,31,32 再帰反射板
13 左検出部
14 右検出部
15 ガラスビーズ
16 反射膜
17 枠
20 検出部
21 操作判定部
22 表示制御部
23 検出画像出力制御部
27 情報表示部
27a,28 領域
100 自動販売機
101 本体キャビネット
102 外扉
103 機械室
104 商品収容室
105 商品収納ラック
110 ダミー商品展示部
111 平面商品表示部
120 表示操作部
121 メインドアロック
123 硬貨投入口
124 紙幣挿入口
125 返却レバー
126 電子マネーリーダライタ
127 返却口
128 取出口
131 コインメカニズム
132 ビルバリデータ
133 リモコン
134 ドアスイッチ
140 メインコントローラ
141,142,143 ライン
144 本体制御部
145 冷熱装置
146 搬出装置
150 制御部
C コントローラ
E1 第1検出層
E2 第2検出層
E10 情報表示領域
E11 領域
E101 影領域
E102 明領域
I13,I14 画像
I15 差分処理画像
I16 赤外光消灯時画像
I17 重ね合わせ画像
MP マウスポインタ
P1,P21,P22 位置
P11,P12,I 影
Claims (12)
- 表示パネル上における操作体による操作入力を光学的に検出する光学的操作入力検出装置であって、
前記表示パネル上の表示領域面に平行で該表示領域面から所定距離離れ該表示領域面を含む矩形の面領域をもつ第1検出層の左右両辺及び下辺に配置された第1再帰反射板と、前記表示領域面と前記第1検出層との間に設けられ前記第1検出層と同じ矩形の面領域をもつ第2検出層の左右両辺及び下辺に配置され前記第1再帰反射板と同一の反射特性をもつ第2再帰反射板と、前記第1検出層及び前記第2検出層の上辺左端に設けられ、前記第1再帰反射板及び前記第2再帰反射板の右辺及び下辺に向けて赤外線を照射する左赤外線照射部と前記第1再帰反射板及び前記第2再帰反射板の右辺及び下辺からの赤外線反射光を検出する左赤外線検出部とを有した左検出部と、前記第1検出層及び前記第2検出層の上辺右端に設けられ、前記第1再帰反射板及び前記第2再帰反射板の左辺及び下辺に向けて赤外線を照射する右赤外線照射部と前記第1再帰反射板及び前記第2再帰反射板の左辺及び下辺からの赤外線反射光を検出する右赤外線検出部とを有した右検出部と、を備え、前記操作体による操作入力を前記第1検出層及び前記第2検出層ごとに光学的に個別に検出する検出部と、
前記第1検出層及び前記第2検出層における各検出画像をもとに前記操作体の操作内容を判定する操作判定部と、
を備えたことを特徴とする光学的操作入力検出装置。 - 前記操作判定部は、前記第1検出層で前記操作体を検出し、かつ、前記第2検出層で前記第1検出層の面位置と同一面位置で前記操作体を検出した場合に前記操作体による該面位置への接触操作が行われたものと判定することを特徴とする請求項1に記載の光学的操作入力検出装置。
- 前記第1検出層及び前記第2検出層における前記操作体の操作入力に応じた画像を前記表示パネル上に表示する表示制御部を備えたことを特徴とする請求項1に記載の光学的操作入力検出装置。
- 前記表示制御部は、前記第1検出層で前記操作体を検出した場合、前記第1検出層上における前記操作体の指示位置を示す画像を前記操作体の移動に追随して前記表示パネル上に画面表示することを特徴とする請求項3に記載の光学的操作入力検出装置。
- 前記表示制御部は、前記第1検出層で前記操作体を検出した場合、前記第1検出層における前記操作体の位置に対応する情報を前記表示パネル上に表示することを特徴とする請求項3に記載の光学的操作入力検出装置。
- 前記操作判定部は、前記第1検出層及び前記第2検出層における検出画像をもとに前記操作体を特定することを特徴とする請求項1に記載の光学的操作入力検出装置。
- 前記検出部が照射する光を消灯した場合の光消灯時画像を取得し、該光消灯時画像内に所定輝度以上の明領域がある場合、前記第1検出層及び前記第2検出層における検出画像内の前記明領域に対応する部分を無効化した画像を前記検出画像として出力する検出画像出力制御部を備えたことを特徴とする請求項1に記載の光学的操作入力検出装置。
- 前記検出画像出力制御部は、前記検出部が照射する光を消灯した場合の光消灯時画像を取得し、該光消灯時画像内に所定輝度以上の明領域がある場合、前記第1検出層及び前記第2検出層における検出画像に前記光消灯時画像を重ね合わせた重ね合わせ画像を前記検出画像として出力して前記明領域に対応する部分を無効化することを特徴とする請求項7に記載の光学的操作入力検出装置。
- 前記第1再帰反射板及び前記第2再帰反射板は、コーナーキューブプリズム群であることを特徴とする請求項1に記載の光学的操作入力検出装置。
- 請求項1〜9のいずれか一つに記載された光学的操作入力検出装置を備え、前記検出部は、自動販売機の外扉に設けられることを特徴とする自動販売機。
- 前記検出部は、自動販売機の外扉に設けられた表示画面領域上、ダミー商品展示領域上、外扉表面領域上のいずれか一つを含むことを特徴とする請求項10に記載の自動販売機。
- 表示パネル上における操作体による操作入力を光学的に検出する光学的操作入力検出方法であって、
前記表示パネル上の表示領域面に平行で該表示領域面から所定距離離れ該表示領域面を含む矩形の面領域をもつ第1検出層の左右両辺及び下辺に配置された第1再帰反射板と、前記表示領域面と前記第1検出層との間に設けられ前記第1検出層と同じ矩形の面領域をもつ第2検出層の左右両辺及び下辺に配置され前記第1再帰反射板と同一の反射特性をもつ第2再帰反射板と、前記第1検出層及び前記第2検出層の上辺左端に設けられ、前記第1再帰反射板及び前記第2再帰反射板の右辺及び下辺に向けて赤外線を照射する左赤外線照射部と前記第1再帰反射板及び前記第2再帰反射板の右辺及び下辺からの赤外線反射光を検出する左赤外線検出部とを有した左検出部と、前記第1検出層及び前記第2検出層の上辺右端に設けられ、前記第1再帰反射板及び前記第2再帰反射板の左辺及び下辺に向けて赤外線を照射する右赤外線照射部と前記第1再帰反射板及び前記第2再帰反射板の左辺及び下辺からの赤外線反射光を検出する右赤外線検出部とを有した右検出部と、が設けられ、前記操作体による操作入力を前記第1検出層及び前記第2検出層ごとに光学的に個別に検出する検出ステップと、
前記第1検出層及び前記第2検出層における各検出画像をもとに前記操作体の操作内容を判定する操作判定ステップと、
を含むことを特徴とする光学的操作入力検出方法。
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